2D korelace digitálních snímků

Spolu s měřením deformace získáte další cenné informace o chování vzorku!
Digitální korelace obrazu od ZwickRoell umožňuje zobrazit lokální deformace ve 2D po celé ploše vzorku.

Popis Příklady Rozdíl 2D/3D Příprava vzorku Postup Přípravky analýzy Snímače deformace

Co je digitální korelace snímků 2D (obrazů)?

2D digitální obrazová korelace vizualizuje deformace celého sledovaného povrchu vzorku. Bezkontaktní průtahoměr videoXtens zaznamenává série snímků během zkoušky, porovnává jednotlivé snímky a vypočítává posun v předem definovaném poli rastru, kde každá část odpovídá určitému počtu pixelů kamery. Tato data se používají k vytvoření dvourozměrných barevných deformačních map, které umožňují na první pohled analyzovat chování vzorku.

DIC – Digital Image Correlation

Přehráním tohoto videa souhlasíte s používáním souborů cookies a s přenosem dat na YouTube v USA. Další oznámení o ochraně osobních údajů.

Kdy se používá digitální korelace snímků?

Digitální korelace snímků 2D od ZwickRoell (zkratka: 2D DIC) se používá pro analýzu chování vzorků při zatížení. Chování vzorku je barevně vizualizováno v softwaru, což poskytuje informace o nehomogenních lokálních deformacích a dalších specifických jevech. Tyto lokální deformace můžete přesněji vyhodnotit pomocí různých analytických nástrojů, například pomocí virtuálních měřicích délek nebo virtuálních tenzometrů.

Digitální korelace snímků se používá také k ověření výsledků z měření deformace v reálném čase. Kromě toho se okamžitě projeví všechny chyby v uspořádání zkoušky, jako je nepřesné osové umístění vzorku.

ZwickRoell 2D DIC je volitelný softwarový doplněk k videoXtens. Vyhodnocení celé plochy poskytuje velký prostor pro tvar vzorku: Digitální korelace snímků umožňuje analyzovat i součásti, komplexní vzorky s výřezy nebo nehomogenní materiály.

Příklady použití digitální korelace snímků 2D

Použití ekonomicky výhodných virtuálních tenzometrů pro smykové zkoušky na vzorcích s vrubem podle norem ASTM D5379 a ASTM D7078)
Zkouška tahové pevnosti vzorku s otevřeným otvorem (OHT) podle normy ASTM D5766 se stanovením koncentrace napětí v blízkosti otvoru
Ověření metody konečných prvků (FE): Porovnání přemístění a deformačního pole pomocí simulace FE
Stanovení křivek napětí a deformace (skutečné, smluvní)
Vyhodnocení porušení vzorku určením místa lomu, například stanovením lokálního maxima deformace v tomto bodě
Ověření heterogenity materiálu a rozpoznání lokálních poruch

Digitální obrazová korelace u plastů vyztužených vlákny a kompozitních materiálů — Digitální obrazová korelace u vzorků z kompozitních materiálů

Digitální obrazová korelace u vzorků z kompozitních materiálů

Rozdíl mezi 2D a 3D korelací digitálních obrazů

Mnoho aplikací 3D DIC nevyžaduje. Dvourozměrná korelace snímků je dostačující, pokud je měřená plocha rovná a nedochází k jejímu zkroucení či naklonění a během zkoušky nedochází k výraznému bočnímu pohybu vzorku.

Systém 3D DIC se používá pro trojrozměrná měření, například součástek a oblých vzorků. Vyžaduje speciální hardware a software. Systém pro 3D digitální korelaci obrazu je připojen ke zkušebnímu stroji ZwickRoell pomocí příslušného rozhraní (modulu).

Příprava vzorků pro 2D DIC

Na povrch vzorku se pomocí nástřiku snadno vytvoří kontrastní rastr.

Další značkování vzorků pro live měření deformace není nutné. Virtuální měřicí značky si software sám umístí na existující rastr.

Videoprůtahoměr a digitální korelace snímků

Jednoduše vidíte víc: volitelný software 2D DIC od ZwickRoell

Korelace digitálních snímků 2D nevyžaduje žádný další hardware. Tento volitelný doplněk softwaru se nechá jednoduše kombinovat s videoXtens a rozšiřuje již dostupný systém pro měření deformace o další funkcionality.

Umožňuje tak měřit deformaci v reálném čase pomocí jediného snímače a poté provést analýzu 2D DIC.

Systémy Array ZwickRoell nabízí vysoké rozlišení v kombinaci s velkým zorným polem. Zahrnují několik kamer, například videoXtens 2-150 HP, díky kterým můžete v režimu 2D DIC jednoduše vidět více.

Pouze jeden jediný software pro všechny vaše úlohy: testXpert

Volitelný modul pro digitální korelaci snímků 2D je plně integrován v softwaru testXpert. To znamená, že měření v reálném čase a analýzu 2D DIC je možné provádět pomocí jediného softwaru. Naměřené hodnoty, výsledky zkoušek a obrázky se ukládají, spravují a vyhodnocují společně. Hodnoty deformace získané z 2D DIC analýzy se nechají zobrazit v křivce napětí-deformace a poté vyhodnotit. To činí tuto funkci velmi užitečnou.

Naměřené hodnoty, výsledky zkoušek a obrázky se ukládají, spravují a vyhodnocují společně. Všechny naměřené hodnoty můžete snadno a podrobně vzájemně analyzovat. Hodnoty deformace získané z 2D DIC analýzy se nechají zobrazit v křivce napětí-deformace a poté vyhodnotit.
Svého cíle dosáhnete rychle, stačí jen pár kliknutí: krok za krokem vás vede průvodce od definování pracovního postupu k analýze a zobrazení měřených dat.
Parametry analýzy stačí připravit jednou, pak je můžete uložit v programu testXpert a opakovaně používat.
Spolehlivé výsledky: hodnoty naměřené pomocí digitální korelace obrazu 2D jsou synchronizovány s hodnotami naměřenými na zkušebním stroji.
Kromě toho lze pro různá hodnocení vytvořit prostřednictvím testu re-run nový vzorek. Díky tomu je hodnocení dostupné kdykoli.

Příklad postupu analýzy digitální korelace snímků

1. Definování masek a mřížek

Nastavením masky můžete definovat analyzovanou oblast obrazu. Pomocí sady nástrojů pro geometrii masky, jako jsou kružnice nebo mnohoúhelníky, můžete také vytvářet nepravidelné masky nebo definovat vybrání. Máte také možnost použít více masek, pro které lze zadat různá rozlišení.

Pro definici polí a rozlišení jsou k dispozici tři velmi užitečná výchozí nastavení. Tato definování lze individuálně vybrat nebo také upravit. Kromě toho lze měření provádět v různých rovinách, které jsou různě vzdálené od zkušební osy, což je například případ přesazených vzorků. Tady pak lze samostatně nastavit vzdálenost od roviny vzorku ke zkušební ose.

2. Začátek korelace

K výpočtu posunů a deformací mezi poli pomocí parametrů definovaných v masce se používají korelační funkce. Pro korelaci lze selektivně zrušit určité vybrané snímky, například oblast záznamu po lomu vzorku.

3. Analýza

Při provádění analýzy máte k dispozici široký výběr diagnostických možností a zobrazení diagramů.

Barevná mapa a diagram jsou přehledně zobrazeny ve společném grafickém poli analýzy. Analytické nástroje, například měřenou délku, lze přetažením na barevné mapě přesouvat a současně zobrazovat aktuální hodnoty v diagramu – a to bez časové prodlevy. Pomocí časové osy můžete přistupovat k libovolnému okamžiku zkoušky a použít nástroje analýzy přesně na významnou oblast.

4. Nová analýza zkoušky (re-run)

Výsledky jednotlivých nástrojů 2D DIC analýzy se kombinují s naměřenými hodnotami „live“ zkoušky. Dále se nabízí možnost opakování (re-run) testu v programu testXpert. Hodnoty deformace 2D DIC analýzy jsou zobrazeny v křivce napětí-deformace.

Touto kombinací funkcí lze také zpětně přepočítat hodnoty materiálových charakteristik.

2D korelace digitálních snímků

Rozsah analýzy DIC

2D korelace digitálních snímků Maska definuje analyzovanou oblast obrazu

Nástroje pro analýzu

Různé nástroje pro analýzu 2D korelace digitálních snímků

Grafické vyhodnocení

Každý analytický nástroj nabízí možnost grafického vyhodnocení metodou digitální korelace obrazu.

Různé nástroje pro analýzu digitální korelace snímků 2C (DIC)

Drag & drop

Všechny nástroje pro 2D DIC analýzu lze přesouvat myší. Při přesouvání se současně zobrazuje grafické vyhodnocení

Zpracování řezů

Vybrané časové kroky se zobrazí v diagramu, čímž se zviditelní časový průběh průsečíků.

Virtuální tenzometr

Virtuální tenzometr 2D DIC lze umístit na sebe v různých úhlech

Korelace digitálních snímků 2D (DIC): Jednoduchá analýza

Nástroje pro analýzu

Měřicí body: lze je umístit na libovolná místa deformační mapy.
Měřená délka nebo „virtuální průtahoměry“: na deformační mapě se určí dva body, mezi nimiž se vyhodnocuje změna vzdálenosti.
Linie řezu: průběh deformace se vizualizuje podél linií. Deformace vzorku a řezy spolu korespondují. Kromě toho jsou zde k dispozici křížky, jejichž prostřednictvím se vybrané časové kroky zobrazují v diagramu, čímž se zviditelňuje časový vývoj průsečíků.
Virtuální tenzometry: u virtuálních snímačů deformace můžete individuálně definovat polohu, velikost a úhel. Je možné umístit více virtuálních tenzometrů nad sebe pod různými úhly. Například lze zkombinovat dva virtuální tenzometry a vytvořit dvouosý snímač s měřicími mřížkami se vzájemnou orientací pod úhlem 90°. Virtuální tenzometry vám mohou ušetřit spoustu času a nákladů.

Tvorba grafů / diagramů

Analytické nástroje, například měřenou délku, lze přetažením na barevné mapě přesouvat a současně zobrazovat aktuální hodnoty v diagramu – a to bez časové prodlevy. Na časové ose lze vybrat a zobrazit kterýkoli bod zkoušky.

V diagramech lze zobrazit jako deformační mapy tyto naměřené hodnoty:

Přemístění ve směru x
Přemístění ve směru y
Lokální podélné deformace Ɛ_x
Lokální příčné deformace Ɛ_y
Lokální smykové deformace Ɛ_xy
Maximální normálové deformace
Minimální normálové deformace
Poissonovo číslo
Ekvivalentní von Misesovy deformace

Ve všech deformačních polích lze zobrazit vektorové mapy, které zobrazují hlavní směry deformace.

Možnosti exportu

Volitelný modul digitální korelace snímků umožňuje export dat pro simulace nebo jiné použití mimo testXpert:

Export jednotlivých dat ve formátu .csv
Export video souborů ve formátu .avi
Export barevných map a grafů ve formátu .bmp

V čem spočívá výjimečnost zpracování řezů u metody digitální korelace snímků 2D?

Pomocí řezů se zobrazuje průběh podélné nebo příčné deformace vzorku. Deformace vzorku a řezy spolu korespondují. Nejedná se tedy o fixní část obrazu, ale spíše o výřez, který skutečně sleduje chování vzorku v průběhu zkoušky.

Jednou ze speciálních funkcí linie řezu je „úložiště“ výřezů: vybrané časové kroky lze zobrazit v diagramu, což umožňuje sledovat celkový vývoj deformačních polí v čase.

Proč jsou „virtuální tenzometry“ tak efektivní?

Virtuální tenzometry jsou efektivní, protože představují cenově výhodnou alternativu k (reálným) tenzometrům lepeným. Výrazně se tím zkrátí čas přípravy vzorků pro aplikaci reálných tenzometrů. Mimořádně účinný analytický nástroj pro digitální korelaci obrazu.

Virtuální tenzometry jsou flexibilní: polohu, velikost a úhel lze nastavit libovolně. Mohou být umístěny také nad sebou, čímž dva virtuální tenzometry vytvoří dvouosý tenzometr s měřicími mřížkami orientovanými v úhlu 90° vůči sobě.

Kromě informací o lokální deformaci v místě tenzometru poskytuje 2D DIC také pohled na celý vzorek.

Jaký je přínos vektorových map?

Vektorové mapy vizualizují hlavní směry deformace. Díky tomu jsou deformační podmínky viditelné v celém rozsahu vyhodnocování a rychle získáte dobrou celkovou představu o tom, co se se vzorkem děje.

Tato funkce představuje efektivní rozšíření možností vizualizace v rámci digitální korelace obrazu.